在氢燃料电池中，传统电极通常由催化剂颗粒随机堆叠而成。这种电极存在明显缺陷——质量传输阻力较大、催化剂利用率较低。昨日，记者从天津大学获悉，该校焦魁教授团队基于静电纺丝技术研发出一款新型电极，通过静电纺丝技术使催化剂颗粒像蚕吐丝一样连接成线，再层层纺制成新型电极，该电极具有高比表面积、高孔隙率和大孔径等特点。日前，这一成果的相关论文已在《科学通报》上发表。
氢能因其高能量密度被认为是一种极具前景的清洁能源，已广泛应用于交通运输、固定式发电和便携式电源等领域。“理想的燃料电池电极结构应具备良好的三相反应界面，能够促进电池内部的气体扩散与液态水管理。”焦魁介绍，相比传统颗粒堆叠电极，该新型电极具有梯度孔隙率、更大的孔径和更低的迂曲度，可明显改善低铂燃料电池的电化学性能和耐久性。
论文第一作者、天津大学英才副教授樊林浩介绍，当前氢燃料电池多使用贵金属铂，在减少铂用量的同时提高其性能和耐久性，对于降低燃料电池成本至关重要。“新型电极结构要能够同时实现铂用量减少与耐久性提高，这对于推动燃料电池商业化非常重要。”据悉，该电极结构显著提升了铂利用率和物质传输效率，并有效抑制了铂的溶解、沉积和离子扩散，可使铂载量由现在商用产品的0.2克/千瓦左右降至0.1克/千瓦，且展现出更优异的耐久性。
记者 单炜炜 通讯员 刘晓艳